Technologia wiązek światłowodowych poprawia moc i jasność niebieskiego lasera półprzewodnikowego

Technologia wiązek włókien poprawia moc i jasnośćniebieski laser półprzewodnikowy

Kształtowanie wiązki przy użyciu tej samej lub zbliżonej długości falilaserJednostka jest podstawą wielu kombinacji wiązek laserowych o różnych długościach fal. Wśród nich przestrzenne łączenie wiązek polega na układaniu wielu wiązek laserowych w przestrzeni w celu zwiększenia mocy, ale może powodować pogorszenie jakości wiązki. Korzystając z charakterystyki polaryzacji liniowejlaser półprzewodnikowy, moc dwóch belek, których kierunek drgań jest do siebie prostopadły, można zwiększyć niemal dwukrotnie, przy zachowaniu niezmienionej jakości belki. Fibre Bundle to urządzenie światłowodowe przygotowane na bazie Taper Fused Fibre Bundle (TFB). Polega na zdjęciu wiązki warstwy powłoki światłowodu, a następnie ułożeniu jej w określony sposób, podgrzaniu w wysokiej temperaturze w celu jej stopienia, podczas rozciągania wiązki światłowodu w przeciwnym kierunku obszar grzewczy światłowodu topi się w stopiony stożek wiązka światłowodowa. Po odcięciu pasa stożka połącz końcówkę wyjściową stożka z włóknem wyjściowym. Technologia wiązania włókien umożliwia łączenie wielu pojedynczych wiązek włókien w wiązkę o dużej średnicy, uzyskując w ten sposób wyższą transmisję mocy optycznej. Rysunek 1 to schematyczny diagramniebieski lasertechnologia włókien.

Technika łączenia wiązek widmowych wykorzystuje pojedynczy element rozpraszający chip do jednoczesnego łączenia wielu wiązek laserowych o odstępach długości fali wynoszących zaledwie 0,1 nm. Wiele wiązek laserowych o różnych długościach fali pada na element dyspersyjny pod różnymi kątami, nakłada się na element, a następnie pod wpływem dyspersji ugina się i emituje w tym samym kierunku, tak że połączona wiązka lasera nakłada się na siebie w polu bliskim i dalekiego pola, moc jest równa sumie wiązek jednostkowych, a jakość wiązki jest stała. Aby zrealizować kombinację wiązek widmowych o wąskich rozstawach, jako element kombinacji wiązek stosuje się zwykle siatkę dyfrakcyjną o silnym rozproszeniu lub siatkę powierzchniową w połączeniu z trybem sprzężenia zwrotnego zwierciadła zewnętrznego, bez niezależnej kontroli widma jednostki laserowej, co zmniejsza trudność i koszt.

Niebieski laser i jego złożone źródło światła z laserem podczerwonym są szeroko stosowane w dziedzinie spawania metali nieżelaznych i wytwarzania przyrostowego, poprawiając wydajność konwersji energii i stabilność procesu produkcyjnego. Szybkość absorpcji niebieskiego lasera dla metali nieżelaznych jest zwiększona od kilku do kilkudziesięciu razy w porównaniu z laserami o długości fali bliskiej podczerwieni, a także w pewnym stopniu poprawia tytan, nikiel, żelazo i inne metale. Niebieskie lasery o dużej mocy doprowadzą do transformacji produkcji laserów, a poprawa jasności i redukcja kosztów to przyszły trend rozwojowy. Coraz szerzej stosowane będzie wytwarzanie przyrostowe, napawanie i spawanie metali nieżelaznych.

Na etapie niskiej jasności niebieskiej i wysokich kosztów kompozytowe źródło światła niebieskiego lasera i lasera bliskiej podczerwieni może znacznie poprawić efektywność konwersji energii istniejących źródeł światła i stabilność procesu produkcyjnego przy założeniu kontrolowanych kosztów. Ogromne znaczenie ma opracowanie technologii łączenia wiązek widma, rozwiązywanie problemów inżynieryjnych i łączenie technologii jednostek laserowych o wysokiej jasności w celu uzyskania kilowatowego źródła niebieskiego lasera półprzewodnikowego o wysokiej jasności oraz odkrywanie nowej technologii łączenia wiązek. Wraz ze wzrostem mocy i jasności lasera, zarówno jako bezpośredniego, jak i pośredniego źródła światła, niebieski laser będzie miał istotne znaczenie w dziedzinie obronności narodowej i przemysłu.